空氣干燥是將空氣中的水份去除，有二大形式：吸附式和冷凍式。吸附式壓縮空氣干燥機(jī)利用變壓吸附的原理，濕空氣通過吸附劑時(shí)，水份被吸附，得到干空氣;冷凍式壓縮空氣干燥機(jī)利用冷卻空氣，降低空氣溫度的原理，將濕空氣中的水份通過冷凝后從空氣中析出，得到干空氣。

空氣的污染物有三類，即水分、油份和塵埃，這三種污染物的來源是不同的?？諝庵泻懈g性的氣體、水蒸氣、碳?xì)浠衔锏入s質(zhì)，每立方米的空氣中同時(shí)混有大約1.4億個(gè)固體微粒，這些雜質(zhì)中有80%以上的粒徑小于2μm，這些微粒很輕易通過空壓機(jī)的消聲濾清器，進(jìn)入空氣系統(tǒng)中。

空氣中的油，主要來自空壓機(jī)內(nèi)部的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程，即空壓機(jī)做功過程中所必須的潤滑油。無油空壓機(jī)無疑是一種最好的選擇，但由于無油空壓機(jī)的價(jià)格昂貴，絕大多數(shù)企業(yè)還是會(huì)選用普通的螺桿式壓縮機(jī)。

空氣中的固體塵粒、水汽及油霧，呈氣溶膠狀態(tài)，它們存在于空氣管網(wǎng)系統(tǒng)中，會(huì)促使管網(wǎng)和設(shè)備產(chǎn)生銹蝕，增加了系統(tǒng)設(shè)備維修費(fèi)用，未經(jīng)干燥凈化處理的空氣將給后續(xù)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的危害?？諝飧稍飪艋褪且ㄟ^有效的后處理裝置去除這些雜質(zhì)。

空氣干燥工藝分為兩大類：吸附干燥和冷凍干燥。

空氣的吸附干燥屬固氣兩相傳質(zhì)過程，其過程由吸附和再生兩個(gè)階段組成，而其中吸附劑的再生是實(shí)現(xiàn)空氣干燥的一個(gè)很重要方面，空氣干燥設(shè)備所選用的吸附劑及其再生工藝方法和效果，直接影響所處理空氣的露點(diǎn)、裝置運(yùn)行的單位能耗和供氣持續(xù)性，所以結(jié)合所采用的空氣供給系統(tǒng)，選用合理的空氣干燥工藝、再生方法及其運(yùn)行參數(shù)，是確定空氣干燥裝置的首要條件。

空氣的冷凍干燥是利用被壓縮的濕空氣受冷媒(低溫水或制冷劑〉間接冷卻，其中水汽和油分被冷凝井經(jīng)氣液分離器排出以達(dá)到空氣干燥的目的。為實(shí)現(xiàn)壓氣供應(yīng)的連續(xù)性及經(jīng)濟(jì)性，一般制冷劑蒸發(fā)溫度限制在0℃以上，防止系統(tǒng)因冷凝水結(jié)冰引起堵塞而中止運(yùn)行，因此采用冷凍空氣干燥工藝的空氣干燥深度不宣太深，其壓力下的露點(diǎn)下限通?？刂圃?℃以上。冷凍空氣干燥工藝對待處理空氣的含濕量無限制，對處理高含濕量、大供氣量的空氣其優(yōu)越性較為顯著。

目前，一般制藥企業(yè)一個(gè)獨(dú)立的生產(chǎn)車間所需用氣在3m3/min左右，主要用于氣動(dòng)控制(如凍干機(jī)、制粒機(jī)、制水系統(tǒng)和貼標(biāo)機(jī)等〉和工藝用氣(如包衣、洗瓶和灌封等)，前者對氣源的含水分與塵埃有限度要求，而后者對氣源的油份、水分及塵埃均有更高的限度要求。絕大多數(shù)企業(yè)都是選用機(jī)械過濾加冷干的形式來凈化空氣。

空氣中水蒸氣的量是由空氣的溫度決定的。在保持空氣壓力基本不變的情況下，降低空氣的溫度可減少空氣中的水蒸氣含量，而多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成液體。冷凍式空氣干燥機(jī)就是利用這-原理采用制冷技術(shù)干燥空氣的。

冷凍式空氣干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷，由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器等四卡基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化并與空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。其工作過程下圖所示。

制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓(低溫)制冷劑吸入壓縮機(jī)汽缸內(nèi)，制冷劑蒸汽經(jīng)過壓縮，壓力、溫度同時(shí)升高;高溫高壓的制冷劑蒸汽被壓至冷凝器，在冷凝器內(nèi)，溫度較高的制冷劑蒸汽的熱量被冷水(或低溫空氣)帶走而冷凝成液態(tài)。

這部分液體再被輸送至膨脹閥，經(jīng)過膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進(jìn)入蒸發(fā)器;在蒸發(fā)器內(nèi)低溫低壓的制冷劑液體吸收空氣的熱量而汽化(俗稱“蒸發(fā)”)，而空氣得到冷卻后凝結(jié)出大量的液體水和油霧：蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走，這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個(gè)過程，從而完成了一個(gè)循環(huán)，周而復(fù)始。

空氣中冷凝下來的水滴和油霧經(jīng)氣液分離器與自動(dòng)排污閥的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作排出系統(tǒng)，只要冷干機(jī)匹配得當(dāng)，處理后的空氣中水分與油份的含量可達(dá)到0.1mg/m3甚至以下，從而達(dá)到空氣干燥目的。

空氣干燥設(shè)備可去除其中的水分和油份，而其中的固體顆?？捎煽諝膺^濾器去除。一般要求在冷干機(jī)進(jìn)氣口上游裝一支前置過濾器，用來作雜質(zhì)過濾及油水分離用，這樣可以去除一定量的顆粒，改善冷干機(jī)的工況。制藥企業(yè)壓氣系統(tǒng)還需配裝后置過濾器，以進(jìn)一步除去氣體中的大顆粒。在往車間運(yùn)送的不銹鋼管路上還必須加裝一精度為0.22μm的精密過濾器，截留絕大多數(shù)塵埃微粒，最大限度地降低因氣體與藥液直接接觸而帶來的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

在空氣干燥技術(shù)中，空氣的露點(diǎn)溫度是一個(gè)非常重要的參數(shù)。所謂的露點(diǎn)溫度就是在保持濕空氣的含濕量不變的情況下，使其溫度下降，當(dāng)相對濕度達(dá)到100%時(shí)所對應(yīng)的溫度。它表示空氣達(dá)到水分凝結(jié)時(shí)所對應(yīng)的溫度。通常，用于干燥空氣的露點(diǎn)愈低，所獲得殘余水量就愈低，干燥速度也愈低。

空氣干燥的方法：

空氣干燥最為普遍的方法是利用干燥氣體發(fā)生器。該設(shè)備以由兩個(gè)分子篩組成的吸附性干燥器為核心，空氣中的水分在這里被吸收。在干燥狀態(tài)下，空氣流經(jīng)分子篩，分子篩吸收氣體中的水分，為干燥提供除濕氣體。在再生狀態(tài)下，分子篩被熱空氣加熱至再生溫度。流經(jīng)分子篩的氣體收集被除去的水分，并將其帶至周圍環(huán)境中。

另一種生成空氣干燥的方法是降低壓縮氣體的壓力。這種方法的好處是供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中的壓縮氣體有著較低的壓力露點(diǎn)。在壓力降低以后，其露點(diǎn)達(dá)到0℃左右。如果需要更低的露點(diǎn)，可以利用膜式或吸附式干燥器在壓縮空氣壓力降低之前進(jìn)一步降低空氣的露點(diǎn)。

空氣干燥的能耗：

在空氣干燥中，生產(chǎn)干燥空氣所需的能量必須進(jìn)行額外計(jì)算。在吸附式干燥中，再生狀態(tài)的分子篩必須從干燥態(tài)的溫度(約60℃)被加熱至再生溫度(約200℃)。為此，通常的做法是通過分子篩將被加熱氣體連續(xù)加熱至再生溫度，直至它在離開分子篩時(shí)達(dá)到特定溫度。理論上再生所必要的能量由加熱分子篩及其內(nèi)部吸附的水所需要的能量、克服分子篩對水的附著力所需要的能量、蒸發(fā)水分和水蒸汽升溫所必需的能量幾個(gè)部分組成。

一般，吸附所得露點(diǎn)與分子篩的溫度與水分?jǐn)y帶量有關(guān)。通常，小于或等于30℃的露點(diǎn)可以使分子篩達(dá)到10%的水分?jǐn)y帶量。為了制備干燥氣體，由能量計(jì)算所得的理論能量需求值是0.004kWh/m3。但是，實(shí)際中這個(gè)數(shù)值必須稍高，因?yàn)橛?jì)算沒有把風(fēng)扇或熱量損失考慮在內(nèi)。通過對比，不同類型的干燥氣體發(fā)生器的特定能耗就可以被確定。一般來說，空氣干燥的能耗在0.04kWh/kg～0.12kWh/kg之間，這要根據(jù)物料和初始水分含量而變化。在實(shí)際操作中，也可能達(dá)到0.25kWh/kg或更高。

干燥膠粒所需的能量由兩部分組成，一部分是將物料由室溫加熱至干燥溫度所需要的能量，另一部分是蒸發(fā)水分所需要的能量。在確定物料所需的氣體量時(shí)，通常是以干燥氣體進(jìn)入或離開干燥料斗時(shí)的溫度為基礎(chǔ)。一定溫度的干燥空氣通過對流的方式將熱量輸送至膠粒中也是一種對流空氣干燥過程。

在實(shí)際生產(chǎn)中，實(shí)際能耗值有時(shí)要比理論值高得多。例如，物料可能在干燥料斗中的停留時(shí)間過長，完成空氣干燥所消耗的氣體量較大，或者分子篩的吸附能力未充分發(fā)揮等。減少干燥氣體的需求量從而削減能源成本的可行方法是采用兩步法干燥料斗。

在這種設(shè)備中，干燥料斗上半部的物料只是被加熱而并未被干燥，所以可以用環(huán)境中空氣或干燥過程的排氣來完成加熱。采用這種方法后，往往只需要向干燥料斗中供應(yīng)通常干燥氣體量的1/4-1/3，從而降低了能源成本。提高空氣干燥效率的另一種方法是通過熱電偶和露點(diǎn)受控的再生，而德國Motan公司則利用天然氣作為燃料來降低能源成本。